分析:(1)①根據(jù)△G=△H-T△S判斷,△G<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.
②反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化,以及由此衍生的其它量不變,可由此進(jìn)行判斷.
③根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素分析判斷;
(2)①根據(jù)v=
計(jì)算v(CO).
②溫度相同,平衡常數(shù)相同,根據(jù)實(shí)驗(yàn)2計(jì)算900℃平衡常數(shù);
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,則應(yīng)保證濃度相同,然后相同溫度時(shí)比較催化劑比表面積,相同催化劑比表面積時(shí)比較溫度,然后利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析.
解答:解:(1)①由熱化學(xué)反應(yīng)方程式可知,反應(yīng)為焓增,熵增過程,即△H>0、△S>0,△G=△H-T△S<0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,所以該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行;
故答案為:有.
②A.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量增加,壓強(qiáng)增大,容器中的壓強(qiáng)不變,說明反應(yīng)到達(dá)平衡,故A正確;
B.容器的容積不變,隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)氣體的質(zhì)量增加,所以隨反應(yīng)進(jìn)行密度增大,容器中氣體的密度不變,說明反應(yīng)到達(dá)平衡,故B正確;
C.根據(jù)反應(yīng)可知,自始至終c(CO)正=c(H
2O)正,若c(CO)正=c(H
2O)逆,c(H
2O)逆=C(H
2O)正,說明反應(yīng)到達(dá)平衡,故C正確;
D.根據(jù)反應(yīng)可知,自始至終c(CO)正=c(H
2O)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故D錯(cuò)誤;
故答案為:ABC.
③能使C(s)+H
2O(g)
CO(g)+H
2(g)正反應(yīng)速率增大的因素:
A、增加C(s)的量,固體對(duì)反應(yīng)速率無影響,故A不符合;
B、降溫減小反應(yīng)速率,正逆反應(yīng)速率都減。什环;
C、升溫能加快反應(yīng)速率,正逆反應(yīng)速率都增大,故C符合;
D、充入HI與反應(yīng)平衡體系不反應(yīng),所以增大體系的壓強(qiáng),速率增大,故D符合;
故答案為:CD.
(2)①由表可知5min內(nèi),氫氣的物質(zhì)的量變化量為1.6mol,容器體積為2L,所以H
2表示的反應(yīng)速率v(H
2)=
=0.16mol/(L?min).依據(jù)速率之比等于系數(shù)之比:
v(H
2)=V(CO)=0.16mol/(L?min);
故答案為:0.16mol/(L?min);
②由實(shí)驗(yàn)2可知,體積為2L的恒容容器,平衡時(shí)CO
2、H
2的物質(zhì)的量分別為1.6mol、0.4mol
對(duì)于反應(yīng) CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)
開始(mol):2 1 b 0
變化(mol):0.4 0.4 0.4 0.4
平衡(mol):1.6 0.6 1.6 0.4
所以算900℃平衡常數(shù)k=
=
=
900℃時(shí),CO
2(g)+H
2(g)
CO(g)+H
2O(g)化學(xué)平衡常數(shù)為k
1=
=1.5
故答案為:1.5
(3)比表面積不同,則應(yīng)控制溫度相同,所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證催化劑比表面積對(duì)速率的影響;
比表面積相同,溫度不同,則所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響;
比表面積相同,則應(yīng)控制溫度相同,驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響;
故需要設(shè)計(jì)3組;
故答案為:3